作业帮请问您怎样理解超声波传感器!碰到不同的物体它对该物体的返回波信号强弱为什么不同?
来源：学生作业帮助网 编辑：作业帮 时间：2024/04/30 14:33:59
请问您怎样理解超声波传感器!碰到不同的物体它对该物体的返回波信号强弱为什么不同?
请问您怎样理解超声波传感器!
碰到不同的物体它对该物体的返回波信号强弱为什么不同?
请问您怎样理解超声波传感器!碰到不同的物体它对该物体的返回波信号强弱为什么不同?
超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器.超声波是一种振动频率高于声波的机械波,由换能晶片在电压的激励下发生振动产生的,它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点.超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中,它可穿透几十米的深度.超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射成回波,碰到活动物体能产生多普勒效应.因此超声波检测广泛应用在工业、国防、生物医学等方面.
以超声波作为检测手段,必须产生超声波和接收超声波.完成这种功能的装置就是超声波传感器,习惯上称为超声换能器,或者超声探头.
超声波探头主要由压电晶片组成,既可以发射超声波,也可以接收超声波.小功率超声探头多作探测作用.它有许多不同的结构,可分直探头（纵波）、斜探头（横波）、表面波探头（表面波）、兰姆波探头（兰姆波）、双探头（一个探头反射、一个探头接收）等.
超声探头的核心是其塑料外套或者金属外套中的一块压电晶片.构成晶片的材料可以有许多种.晶片的大小,如直径和厚度也各不相同,因此每个探头的性能是不同的,我们使用前必须预先了解它的性能.超声波传感器的主要性能指标包括：
（1）工作频率.工作频率就是压电晶片的共振频率.当加到它两端的交流电压的频率和晶片的共振频率相等时,输出的能量最大,灵敏度也最高.
（2）工作温度.由于压电材料的居里点一般比较高,特别时诊断用超声波探头使用功率较小,所以工作温度比较低,可以长时间地工作而不失效.医疗用的超声探头的温度比较高,需要单独的制冷设备.
（3）灵敏度.主要取决于制造晶片本身.机电耦合系数大,灵敏度高；反之,灵敏度低.
超声波传感技术应用在生产实践的不同方面,而医学应用是其最主要的应用之一,下面以医学为例子说明超声波传感技术的应用.超声波在医学上的应用主要是诊断疾病,它已经成为了临床医学中不可缺少的诊断方法.超声波诊断的优点是：对受检者无痛苦、无损害、方法简便、显像清晰、诊断的准确率高等.因而推广容易,受到医务工作者和患者的欢迎.超声波诊断可以基于不同的医学原理,我们来看看其中有代表性的一种所谓的A型方法.这个方法是利用超声波的反射.当超声波在人体组织中传播遇到两层声阻抗不同的介质界面是,在该界面就产生反射回声.每遇到一个反射面时,回声在示波器的屏幕上显示出来,而两个界面的阻抗差值也决定了回声的振幅的高低.
在工业方面,超声波的典型应用是对金属的无损探伤和超声波测厚两种.过去,许多技术因为无法探测到物体组织内部而受到阻碍,超声波传感技术的出现改变了这种状况.当然更多的超声波传感器是固定地安装在不同的装置上,“悄无声息”地探测人们所需要的信号.在未来的应用中,超声波将与信息技术、新材料技术结合起来,将出现更多的智能化、高灵敏度的超声波传感器.